JP2563629B2 - 四輪駆動車用パワートレーン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、トランスファにより前後輪にエンジン駆動
力が配分される四輪駆動車用パワートレーンに関する。

（従来の技術） 従来、四輪駆動車用パワートレーンとしては、例え
ば、特開昭61−157437号公報に記載されているものが知
られている。

この従来出典には、エンジン，トランスミッション，
トランスファ，フロントファィナルドライブを車両の前
部に配置し、リヤファィナルドライブを車両の後部に配
置し、後輪へはエンジン駆動力を直接伝達し、前輪へは
トランスファクラッチを介して伝達するFRベースの四輪
駆動車用パワートレーンが示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の四輪駆動車用パワー
トレーンにあっては、車両前部にエンジン，トランスミ
ッション，トランスファ，フロントファィナルドライブ
が配置され、車両後部にリヤファィナルドライブが配置
される為、前後輪の重量配分が前輪大で後輪小というよ
うに極端に前輪側の重量配分が大きいものとなり、車両
運動性能上好ましくないという問題があった。

また、フロントエンジン，リヤドライブによる後輪駆
動車で、重量配分の適正化を図る為、車両前部にエンジ
ンを配置し、車両後部にリヤファィナルドライブを含む
トランスアクスルを配置した実車例が知られている
（『自動車工学全書９巻動力伝達装置』の277ページ参
照）。

しかし、この後輪駆動車を４輪駆動車化するにあたっ
ては、トランスファやプロペラシャフトの配置に工夫が
必要であり、例えば、従来例のように、トランスファは
トランスミッションの出力軸部に設けるという一般的な
手法に従いトランスファを車両後部側へ設けた場合、ト
ランスファからフロントファイナルドライブへのプロペ
ラシャフトが非常に長尺になると共に、エンジンとの干
渉を避けるべく配置しなければならない。

本発明は、上述のような問題に着目し、下記の課題解
決手段により、プロペラシャフトの長尺化やエンジンと
の干渉問題が生じることのないレイアウトで、前後輪重
量配分の適正化を図った四輪駆動車用パワートレーンを
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明の四輪駆動車用パワ
ートレーンでは、エンジン，トランスミッション，リヤ
ファイナルドライブ，フロントファイナルドライブ，中
間動力伝達部を備えた四輪駆動車用パワートレーンにお
いて、前記エンジン，中間動力伝達部，一方のファイナ
ルドライブを車両の前部か後部のいずれか一方に配置
し、トランスミッション，他方のファイナルドライブを
車両の前部か後部のいずれか他方に配置し、 前記エンジンとトランスミッションの入力部とを、エ
ンジンのクランクシャフトと同軸の第１プロペラシャフ
トで連結し、 前記トランスミッションの出力部と他方のファイナル
ドライブを連結するとともに、トランスミッションの出
力部と中間動力伝達部の入力部とを、第１プロペラシャ
フトと同軸心上で、第１プロペラシャフトの外側に配し
た中空の第２プロペラシャフトを介して連結し、 前記中間動力伝達部の出力部と一方のファイナルドラ
イブとを、第３プロペラシャフトを介して連結し、 前記トランスミッションと中間動力伝達部のケース
を、第１プロペラシャフトと第２プロペラシャフトを内
挿するトルクチューブで連結し、 第２プロペラシャフトをトルクチューブに対しベアリ
ングにより回転可能に支持したことを特徴とする手段と
した。

尚、第1,第２プロペラシャフトは、同方向回転状態に
配置しても良い。

（作 用） 走行時におけるエンジン駆動力の伝達について説明す
る。

まず、エンジンからの駆動力は、第１プロペラシャフ
ト→トランスミッションの入力部→変速比に応じて動力
伝達に寄与している部位→トランスミッションの出力部
へと経過し、このトランスミッションの出力部から他方
の車輪への伝達経路と一方の車輪への伝達経路とに分か
れる。

他方の車輪へは、トランスミッションの出力部から他
方のファイナルドライブ→ドライブシャフトを経過して
駆動力が伝達される。

一方の車輪へは、トランスミッションの出力部から第
２プロペラシャフト→中間動力伝達部→第３プロペラシ
ャフト→一方のファイナルドライブ→ドライブシャフト
を経過して駆動力が伝達される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

第１図及び第２図は実施例の四輪駆動車用パワートレ
ーンのスケルトン図及び要部断面図で、Ｖ字型12気筒の
エンジン１と、前進５速後退１速のマニアルトランスミ
ッション２と、ディファレンシャルギヤを有するリヤフ
ァィナルドライブ３と、外部から付与される制御油圧に
より前輪側への駆動力配分を可変とするトルクスプリッ
トタイプのクラッチを有するトランスファ４と、ディフ
ァレンシャルギヤを有するフロントファィナルドライブ
５とを備えている。

そして、前記エンジン1,トランスファ4,フロントファ
ィナルドライブ５が車両の前部に配置され、マニアルト
ランスミッション2,リヤファィナルドライブ３が車両の
後部に配置されている。

前記エンジン１とマニアルトランスミッション２のト
ランスミッション入力軸21（入力部）とは、クラッチ６
を介し、第１プロペラシャフト７で連結されている。

尚、前記クラッチ６は、エンジン１のクランクシャフ
ト1aの直後位置に配置されている。

前記マニアルトランスミッション２のトランスミッシ
ョン出力軸22（出力部）とトランスファ４のクラッチド
ラム41とは、互いに噛み合う出力ギヤ81と入力ギヤ82に
よる第２プロペラシャフト出力構造８を介し、第２プロ
ペラシャフト９で連結されている。

前記トランスファ４のクラッチハブ43から中間動力伝
達部40の一部を構成するチェーン45を介して駆動力が伝
達される出力軸47とフロントファィナルドライブ５のド
ライブピニオン51（入力部）とは、自在継手10,11を介
して第３プロペラシャフト12で連結されている。

前記リヤファィナルドライブ３には、その入力部であ
るドライブピニオン31がトランスミッション出力軸22の
端部に一体に形成され、また、出力部であるサイドギヤ
36,37には、リヤドライブシャフト13,14及び後輪15,16
が連結される。

前記フロントファィナルドライブ５の出力部であるサ
イドギヤ56,57には、フロントドライブシャフト17,18及
び前輪19,20が連結される。

前記トランスファ４のトランスファケース48とマニア
ルトランスミッション２のトランスミッションケース23
とは、トルクチューブ71で連結され、該トルクチューブ
71内に中実軸による第１プロペラシャフト７と、中空軸
による第２プロペラシャフト９とが軸心ｏを共有する同
軸心上に配置されると共に、第３図に示すように、前記
出力ギヤ81と入力ギヤ82とによる第２プロペラシャフト
出力構造８での回転方向を変更により同方向回転状態に
配置されている。

そして、第１プロペラシャフト７は第１ボールベアリ
ング72により第２プロペラシャフト９に支持され、第２
プロペラシャフト９はトルクチューブ71に第２ボールベ
アリング73により回転可能に支持されている。

尚、図中38はリヤファィナルドライブケースで、トラ
ンスミッションケース23とは一体に連結されている。61
はクラッチカバーで、トランスファケース48と一体に連
結されている。58はフロントファイナルドライブケース
である。

次に、作用を説明する。

クラッチ６及びトランスファ４を締結し、マニアルト
ランスミッション２を所定の変速位置に入れての走行時
におけるエンジン駆動力の伝達について説明する。

まず、エンジン１からの駆動力は、クランクシャフト
1a→クラッチ６→第１プロペラシャフト７→トランスミ
ッション入力軸21→変速位置によって動力伝達に寄与し
ている１組のギヤ→トランスミッション出力軸22へと経
過し、このトランスミッション出力軸22から後輪15,16
への伝達経路と前輪19,20への伝達経路とに分かれる。

後輪15,16へは、トランスミッション出力軸22からリ
ヤファイナルドライブ３（リヤドライブピニオン31→リ
ングギヤ32→デフケース33→ピニオンシャフト34→ピニ
オン35→サイドギヤ36,37）→リヤドライブシャフト13,
14を経過して駆動力が伝達される。

前輪19,20へは、トランスミッション出力軸22から出
力ギヤ81→入力ギヤ82→第２プロペラシャフト９→トラ
ンスファ４（クラッチドラム41→クラッチプレート42→
クラッチハブ43）→中間動力伝達部40第１スプロケット
44→チェーン45→第２スプロケット46→出力軸47）→自
在継手10→第３プロペラシャフト12→自在継手11→フロ
ントファイナルドライブ５（フロントドライブピニオン
51→リングギヤ52→デフケース53→ピニオンシャフト54
→ピニオン55→サイドギヤ56,57）→フロントドライブ
シャフト17,18を経過して駆動力が伝達される。

そして、トランスファ４では、外部油圧によるクラッ
チ締結力の制御が行なわれ、前後輪回転速度差や車速や
アクセル開度や横加速度等の走行状態に最適な駆動力配
分に制御される。

尚、トランスファ４を完全クラッチ締結状態とした場
合には、前後輪駆動力配分比が1:1の四輪駆動状態とな
り、トランスファ４のクラッチ締結力を弱めるに従って
前輪側駆動力に比べ後輪側駆動力配分が大きくなる四輪
駆動状態となり、さらに、トランスファ４をクラッチ解
放状態とした場合には、後輪側駆動力配分100％の後輪
駆動状態となる。

以上説明してきたように、実施例の四輪駆動車用パワ
ートレーンにあっては、以下に列挙する効果が得られ
る。

エンジン1,トランスファ4,フロントファィナルドラ
イブ５を車両の前部に配置し、マニアルトランスミッシ
ョン2,リヤファィナルドライブ３を車両の後部に配置し
た為、マニアルトランスミッション２を車両前部に設置
する場合のような前後輪重量配分の大きな差が無くな
り、車両運動性能上好ましい重量配分の最適化が図れ
る。

プロペラシャフトとしては、エンジン１とマニアル
トランスミッション２の入力部とを連結する第１プロペ
ラシャフト７と、マニアルトランスミッション２の出力
部とトランスファ４の入力部と連結する第２プロペラシ
ャフト９と、トランスファ４の出力部とフロントファィ
ナルドライブ５の入力部とを連結する第３プロペラシャ
フト12とで構成した為、３本のプロペラシャフト7,9,12
の長さの差が小さい等長化が図られるし、また、第１及
び第２プロペラシャフト7,9とはオフセットした位置に
トランスファ出力軸47が設けられるトランスファ４から
第３プロペラシャフト12を取出すようにしている為、エ
ンジン１との干渉問題の発生も無い。

中実軸による第１プロペラシャフト７と、中空軸に
よる第２プロペラシャフト９とを軸心Ｏを共有する同軸
心上に配置したため、伝達するトルク容量からも無理が
なくしかもコンパクトに構成できる。すなわち、第１プ
ロペラシャフト７はエンジン１と直結であるため、伝達
するトルクは第２プロペラシャフト９に対して小さく、
一方、第２プロペラシャフト９は、トランスミッション
２の出力ギア81と連結されているため伝達するトルクは
大きい。このため、プロペラシャフトは上記トルクに見
合った強度を必要とするが、上記構成ではコンパクトに
してかつ十分に要求を満足することが出来る。

第１プロペラシャフト７と第２プロペラシャフト９
とを軸心ｏを共有する同軸心上に配置すると共に、両プ
ロペラシャフト7,9を出力ギヤ81と入力ギヤ82とによる
回転方向の変更により同方向回転状態に配置した為、駆
動輪スリップ等によるわずかな回転差だけを第１ボール
ベアリング72で受ければよく、異常加熱によるベアリン
グの焼き付き等が無く、ベアリング耐久性の向上が図れ
る。

尚、両プロペラシャフト7,9を逆方向回転状態で配置
した場合には、両プロペラシャフト7,9の回転数を加え
た大きな相対回転が第１ベアリング72に作用し、長時間
高速走行する場合等においては、ベアリングが異常に加
熱し、焼き付きや破損に至ることがあるし、また、加熱
を防止するためには大がかりな強制冷却装置を付設する
必要が生じる。

トランスファ４のトランスファケース48とマニアル
トランスミッション２のトランスミッションケース23と
は、トルクチューブ71で連結し、該トルクチューブ71内
に中実軸による第１プロペラシャフト７と、中空軸によ
る第２プロペラシャフト９とを軸心ｏを共有する同軸心
上に配置した為、両プロペラシャフト7,9を平行配置す
る場合のような車室トンネルが幅広くなるようなことが
なく、円筒状のトルクチューブ71を収めるだけのコンパ
クトな車室トンネルでよく、車室内スペースの有効活用
が図れる。

トランスミッション出力軸22の一端側にリヤドライ
ブピニオン31を形成し、他端側に出力ギヤ81を設ける構
成とした為、リヤドライブピニオン31や出力ギヤ81を別
体で設けるのに比べ部品点数の削減及び構成の簡略化が
図れ、マニアルトランスミッション２とリヤファィナル
ドライブ３と第２プロペラシャフト出力構造８をトラン
スアクスルとしてコンパクトに一体化することができ
る。

次に第４図にプロペラシャフトの別の実施例を示し
た。図において107は第１プロペラシャフト、109は第２
プロペラシャフト、171はトルクチューブを示す。172は
前実施例のボールベアリングに換えたニードルベアリン
グを示し、第1,第２プロペラシャフト107,109間に介挿
入してある。173は第２プロペラシャフト109とトルクチ
ューブ171間に介挿入したボールベアリングである。

ニードルベアリング172を用いることによりプロペラ
シャフト（全体）の径が小さくなりスペース上有利にな
る。なおボールベアリング173をニードルベアリングに
換えることでさらに径が小さくなることは言うまでもな
い。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体
的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても
本発明に含まれる。

例えば、車体の前後方向を逆にしてもよいし、また、
実施例ではトランスミッションとしてマニアルトランス
ミッション２の適応例を示したが、オートマチックトラ
ンスミッションや無段変速機等を適応しても良く、この
場合、トルクコンバータもしくはフルードカップリング
は、エンジンの直後位置に設けても、あるいは、オート
マチックトランスミッションと一体に車両の後部に設け
ても良い。

また、実施例ではトランスファとして、駆動力配分比
の可変制御を可能とする多板摩擦クラッチを有するトラ
ンスファ４の例を示したが、ビスカスカップリングやド
グクラッチやプラネタリ−ギヤセットを用いたもの等、
他のタイプのトランスファであっても含まれる。さらに
はこのトランスファの一部であるクラッチはトランスミ
ッション内に組み入れることも可能である。

（発明の効果） 以上説明してきたように、請求項１記載の本発明の四
輪駆動車用パワートレーンにあっては、下記の効果が得
られる。

（１）エンジン，中間動力伝達部，一方のファイナルド
ライブを車両の前部か後部のいずれか一方に配置し、ト
ランスミッション，他方のファイナルドライブを車両の
前部か後部のいずれか他方に配置し、これらを第1,第2,
第３のプロペラシャフトで連結する構成としたため、プ
ロペラシャフトの長尺化やエンジンとの干渉問題が生じ
ることのないレイアウトで、前後輪重量配分の適正化を
図ることが出来る。

（２）エンジンとトランスミッションの入力部とを、エ
ンジンのクランクシャフトと同軸であり中空の第２プロ
ペラシャフトの内側に配置された第１プロペラシャフト
で連結しているため、エンジンのクランクシャフトとは
オフセットした位置に第１プロペラシャフトを配置しな
ければならない場合に比べ、レイアウト上有利となる。

（３）トランスミッションの出力部と中間動力伝達部の
入力部とを、第１プロペラシャフトと同軸心上で、第１
プロペラシャフトの外側に配した中空の第２プロペラシ
ャフトを介して連結したため、径の大きな第２プロペラ
シャフトのシャフト強度が高くなり、エンジントルクよ
りトランスミッション出力トルクが大きくなるという伝
達トルク容量差に対応する二重シャフト構成となる。

（４）トランスミッションで減速される第２プロペラシ
ャフトをトルクチューブに対しベアリングにより回転可
能に支持したため、エンジン回転と同回転となる第１プ
ロペラシャフトをトルクチューブに対しベアリングによ
り回転可能に支持する場合に比べ、ベアリング耐久性の
向上が図られる。

また、請求項２記載の本発明の四輪駆動車用パワート
レーンにあっては、請求項１記載の四輪駆動車用パワー
トレーンにおいて、第1,第２プロペラシャフトを同方向
回転状態に配置したため、上記効果に加え、駆動輪スリ
ップ等によるわずかな回転差だけを両シャフト間に介装
されるベアリングで受ければよく、ベアリング耐久性の
向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の四輪駆動車用パワートレーンを
示すスケルトン図、第２図は実施例の四輪駆動車用パワ
ートレーンを示す要部断面図、第３図は第２図Ｉ−Ｉ線
による断面図、第４図はプロペラシャフトの別の実施例
を示す断面図である。 １……エンジン ２……マニアルトランスミッション（トランスミッショ
ン） 21……トランスミッション入力軸（トランスミッション
の入力部） 22……トランスミッション出力軸（トランスミッション
の出力部） ３……リヤファィナルドライブ ４……トランスファ 40……中間動力伝達部 41……クラッチドラム（トランスファの入力部） 47……トランスファ出力軸（トランスファの出力部） ５……フロントファィナルドライブ 51……フロントドライブピニオン（フロントファィナル
ドライブの入力部） ６……クラッチ 7,107……第１プロペラシャフト 71,171……トルクチューブ ８……第２プロペラシャフト出力構造 9,109……第２プロペラシャフト 12……第３プロペラシャフト

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン，トランスミッション，リヤファ
   イナルドライブ，フロントファイナルドライブ，中間動
   力伝達部を備えた四輪駆動車用パワートレーンにおい
   て、 前記エンジン，中間動力伝達部，一方のファイナルドラ
   イブを車両の前部か後部のいずれか一方に配置し、トラ
   ンスミッション，他方のファイナルドライブを車両の前
   部か後部のいずれか他方に配置し、 前記エンジンとトランスミッションの入力部とを、エン
   ジンのクランクシャフトと同軸の第１プロペラシャフト
   で連結し、 前記トランスミッションの出力部と他方のファイナルド
   ライブを連結するとともに、トランスミッションの出力
   部と中間動力伝達部の入力部とを、第１プロペラシャフ
   トと同軸心上で、第１プロペラシャフトの外側に配した
   中空の第２プロペラシャフトを介して連結し、 前記中間動力伝達部の出力部と一方のファイナルドライ
   ブとを、第３プロペラシャフトを介して連結し、 前記トランスミッションと中間動力伝達部のケースを、
   第１プロペラシャフトと第２プロペラシャフトを内挿す
   るトルクチューブで連結し、 第２プロペラシャフトをトルクチューブに対しベアリン
   グにより回転可能に支持したことを特徴とする四輪駆動
   車用パワートレーン。
2. 【請求項２】前記第1,第２プロペラシャフトは、同方向
   回転状態に配置した特許請求の範囲第１項記載の四輪駆
   動車用パワートレーン。